Pravilna montaža fotonaponskih panela i njihov položaj ima veliki utjecaj na učinkovitost instalacije i posljedičnu isplativost korištenja, stoga joj treba posvetiti veliku pažnju.

Da bi solarni paneli postigli maksimalnu učinkovitost, potrebno im je pronaći nezasjenjeno mjesto i postaviti ih na optimalnu poziciju gdje će apsorbirati najviše sunčevog zračenja. Sama montaža se sastoji u njihovom pričvršćivanju kako ih ne bi oštetio vjetar ili snijeg te naravno u spajanju električnih žica i postavljanju potrebnog pribora.

Montaža fotonaponskih panela - s koje strane kuće

Površina fotonaponskih panela je velika - za dobivanje 1 kW vršne snage potrebne su ćelije površine od gotovo 7 m2 - pa se rijetko tko odlučuje postaviti ih na parcelu u blizini kući, jer se za njih obično gubi prostor, a ako uzmete u obzir da se ne mogu zasjeniti, može se dogoditi da ga jednostavno nema. Najčešće se postavljaju na krov ili fasadu.

Prvo, ploče tamo nikome ne smetaju, a drugo, na tolikoj su visini u odnosu na druge objekte da postoji velika vjerojatnost da neće biti u njihovoj sjeni.

Najveću učinkovitost i snagu fotonaponski moduli postižu postavljanjem tako da im je aktivna površina usmjerena prema suncu. No kod fiksnih panela ova situacija je moguća samo na trenutak, zbog stalnog kretanja Zemlje u odnosu na našu zvijezdu, odnosno prividnog kretanja Sunca po nebu.Panele je najbolje orijentirati prema jugu i nagnuti ih pod kutom od 30-40° u odnosu na horizontalu, a što je veće odstupanje od tog položaja, proizvodi se manje energije. No, čak i kod panela okrenutih prema jugoistoku ili jugozapadu i s nagibom od 25-55°, energetski prinos je još uvijek zadovoljavajući - iznosi 90-95% od maksimalnog. Ako su paneli okrenuti prema istoku ili zapadu, tada se u rasponu nagiba od 25 do 40° dobiva 80-90% energije koju je moguće dobiti pri optimalnoj postavci. Zimi je poželjno panele postaviti okomitije, ali s obzirom na to da je rad panela ljeti najvažniji za ukupni energetski prinos, bolje je ne prelaziti kut od 60°. Ako većina prijamnika radi kratko tijekom dana, pri planiranju postavljanja stacionarnih panela, vrijedi uzeti u obzir da je s povećanom potrebom za energijom u poslijepodnevnim satima poželjno okrenuti panele prema jugozapadu, a s većom potražnjom za energijom ujutro - jugoistok.

Najgora situacija, osim što su paneli okrenuti prema sjeveru (nema smisla postavljati ih u tom položaju), nastaje kada moraju biti okrenuti prema istoku, a električni uređaji se koriste uglavnom u poslijepodnevnim satima. Tada izravno sunčevo zračenje dopire do površine ćelija pod nepovoljnim kutom, pa one ne postižu svoju maksimalnu snagu. Naravno, pretpostavljenu snagu u ovom vremenu možete dobiti korištenjem dovoljno velikog broja panela, ali vrijedi razmisliti koliko to utječe na isplativost investicije.

Kontaminacija ploča je od velike važnosti za učinkovitost instalacije. Iz tog razloga nije preporučljivo postaviti ih vodoravno. Minimalni kut nagiba koji osigurava njihovu relativnu čistoću je 20°.

Trackeri - kontrola rasporeda fotonaponskih panela

Postavljanje fotonaponskih panela prema suncu, tako da njegovo zračenje uvijek dopire do fotoćelija pod pravim kutom, zahtijeva njihovu stalnu rotaciju u odnosu na vertikalnu i horizontalnu os.Za to se koriste tragači - nosači s automatski kontroliranim mehanizmima koji pomiču panele tako da prate prividno kretanje Sunca po nebu. Iako se rješenje čini izvrsnim, rijetko se koristi. Istraživanja su pokazala da iako teoretski količina energije dobivena od panela postavljenih na tracker može biti 30% veća nego od fiksnih panela postavljenih optimalno za našu zemljopisnu širinu, u praksi je ta dobit čak upola manja. To je, između ostalog, zbog potrebe zaštite od vjetra - kada je jak, paneli se automatski postavljaju vodoravno. Trackeri povećavaju trošak velike instalacije (koja se sastoji od najmanje nekoliko desetaka panela) za oko 20%, a male (nekoliko) čak i više. Uzme li se u obzir trošak njihovog održavanja i eventualnih popravaka, zaključak je da korištenje trackera u kućnim sustavima po trenutnim cijenama energije nije isplativo. Osim toga, rotirajući fotonaponski paneli zahtijevaju puno prostora.

Vidi također:

  • Dizajni energetski štedljivih kuća iz kolekcije Murator>

Hlađenje fotonaponskih panela

Paneli se zagrijavaju od sunca, kao i zbog protoka električne energije kroz njih, a povećanje temperature polikristalne ćelije za 1oC uzrokuje smanjenje njegove snage za oko 0,5%. Njihova vršna snaga izmjerena je na temperaturi od 25oC, dok se tijekom ljetnog rada događa da bude znatno iznad 50oC. Tada panel s nominalnom snagom od 250 W daje manje od 220 W sa zračenjem od 1000 W/m2 To treba uzeti u obzir tijekom sastavljanja i osigurati ventilaciju panela - omogućiti slobodno strujanje zraka oko njih. Iz tog razloga najbolje ih je postaviti na otvoreni prostor – u blizini kuće ili na ravnom krovu. Njihova često prakticirana montaža nekoliko centimetara iznad nagiba kosog krova, u ravnini paralelnoj s njim, ne uzrokuje značajno smanjenje učinkovitosti (ispod 5%), već njihov smještaj izravno na krov, bez ventilacije odozdo, znači energetski prinos manji za 10%.

Zasjenjenje solarnih panela

Sjena na solarnoj ploči znači da manje sunčeve energije dolazi do fotonaponskih ćelija. Veliki je problem što čak i kada je samo mali dio jedne stanice prekriven, primjerice zalijepljenim listom, sve stanice povezane s njim daju manje energije. Stoga se može dogoditi da unatoč sunčanom vremenu uopće neće raditi zbog relativno manjeg onečišćenja ili zasjenjenja dijela ploče. Stoga problem predstavljaju čak i naizgled bezopasni stupovi, jarboli ili električne žice koje bacaju malu sjenu. Prilikom postavljanja panela držite se na velikom razmaku od njih, a sve pomične elemente, primjerice antene, po mogućnosti premjestite na drugu kosinu krova. Energija iz nezasjenjenih ćelija gubi se zbog obrnutog protoka struje kroz zasjenjene ćelije spojene na njih, koje tada djeluju kao otpornici.Kao rezultat toga, njihova temperatura raste. Za njih je opasno lokalno pregrijavanje ploča, odnosno stvaranje tzv. hot spotova. Zagrijavanje stanice uzrokuje stresove koji mogu uništiti zaštitni sloj stanice, pa čak i samu stanicu. No, to se obično događa tek kada je ploča već bila malo mehanički oštećena (s mikropukotinom), što je uzrokovalo efekt vruće točke, a sjenčanje ga je dodatno pogoršalo.

Kako izbjeći efekte sjene

Proizvođači koriste rješenja koja minimiziraju učinke sjenčanja. Ploče su obično opremljene premosnim diodama koje isključuju pokrivene ćelije tako da ne ometaju rad ostalih. Tada struja teče kroz diodu umjesto kroz pojas povezanih ćelija. Vrijedno je obratiti pozornost na to koliko dioda ima ploča. U najčešćim uređajima s kristalnim silicijskim ćelijama, nizovi od deset ili 12 ćelija raspoređeni su u šest redova i obično podijeljeni u tri neovisna odjeljka, svaki s jednom diodom.Zatim, sjenčanje malog fragmenta može isključiti 1/3 ploče. Da postoji samo jedan, cijeli bi panel prestao raditi. Osim panela izrađenih od četvrtastih kristalnih ćelija, postoje i tankoslojni moduli - izrađeni od vrlo uskih ćelija koje se protežu cijelom dužinom panela. Postavljeni su paralelno u jednom redu. Ova konstrukcija znači da sjenčanje fragmenata čak i svih ćelija uzrokuje samo djelomično smanjenje snage modula. Ali ako je bilo koja ćelija potpuno u sjeni i ne radi, cijela ploča se isključuje diodom - u modulima ove vrste obično postoji samo jedna. Raspored i povezanost ćelija u panelu treba uzeti u obzir pri određivanju njegovog položaja.

Kada su ploče nagnute pod ne baš velikim kutom, zimi se na njima nakuplja snijeg koji se topi i sklizne. Ako imamo ploču s kristalnim ćelijama, kod kojih neovisni dijelovi tvore nizove ćelija poredane duž vertikalne osi, tada cijela ploča ne radi dok se snijeg potpuno ne otopi.Ali ako se rotira za 90o, tada će redovi veza biti poravnati duž vodoravne osi. Tada će jedna od dionica biti otkrivena nakon djelomičnog čišćenja snijega i proizvodnja energije će početi ranije. Kod tankoslojnih ćelija takva se situacija događa kada stanice teku po okomitoj osi jer tada niti jedna nije potpuno prekrivena. Što su paneli okomitije postavljeni, to je manji problem s lijepljenjem snijega i drugih nečistoća na njih. Na isti način, razmislite o sjenčanju od susjednih objekata kada postavljate ploče i poravnajte ploče okomito ili vodoravno, ovisno o tome kako se sjena kreće. Kako bismo bili sigurni koja lokacija daje najbolji učinak, potrebno je simulirati rad instalacije u obje varijante – takvu mogućnost pružaju profesionalni računalni programi. Zbog puno većeg prinosa energije ljeti nego zimi, izbjegavanje utjecaja zasjenjenja susjednih objekata važnije je od sprječavanja prekrivanja panela snijegom.

Zaštita od munje za fotonaponske sustave

Fotonaponski sustavi nose značajan rizik od oštećenja gromom. Kada je instalacija posebno izložena, tj. kada oko nje nema drugih objekata, potrebno ju je zaštititi od izravnog udara groma izolacijskim šipkama koje definiraju zaštitnu zonu unutar koje se nalaze sve ploče. Ako zgrada na koju se postavljaju paneli ima vanjski sustav zaštite od munje, potrebno je obratiti pozornost na održavanje potrebnih sigurnosnih razmaka između panela i uređaja za zaštitu od munje. Ukoliko u objektu nema vanjske instalacije, ona se ne radi isključivo za fotonaponsku instalaciju, jer bi mogla uzrokovati induciranje štetnih prenapona.

Riješi KVIZ i saznaj što znaš o fotonaponskim uređajima

Kategorija:

Rekonstrukcija